已实现300μm景深、4秒全景成像，曦光仪器首款数字成像分析平台即将面市

通过透镜组合将物体放大，光学显微镜使得研究人员能够观察细胞结构、组织器官、微生物等微观世界。其放大倍数通常可以达到1500倍左右，能够清晰地观察到细菌等微小生物的形状和结构。

光学显微镜的发展历程是一个不断探索、创新和应用的过程。从最初的简单放大工具，到现代具有高性能和多种功能的科学仪器，光学显微镜的每一次进步都极大地推动了人类对微观世界的认识和探索。

如今，为了突破传统光电成像极限，科学家和工程师正在通过创新的计算成像算法和特殊结构设计，实现成像效果的高维度提升，且成本显著降低。其中，曦光仪器便是依托傅里叶叠层显微成像技术（FPM），致力于提供一个大视场、高分辨、超景深、智能化的数字成像分析平台。

曦光仪器自创立之初，团队便清楚认识到，高精尖科学仪器的核心竞争力源自于对关键技术的不懈突破与创新。曦光仪器联合创始人兼CEO燕虎告诉动脉网：“特别是在生命科学仪器中高端市场，海外巨头长期占据全球的制高点。”

据仪器信息网发布的2023年度全球上市仪器公司营收TOP排行榜单显示，美国赛默飞（Thermo Fisher Scientific）的销售额达428.6亿美元， 排名第一；美国丹纳赫排名第二，销售额达到238.9亿美元...TOP20榜单没有一家企业来自中国。

为了打破这一行业格局，曦光面向全球开始寻找颠覆性创新技术路线，希望能够像中国的新能源汽车品牌一样通过新技术实现弯道超车。对于高端数字显微镜，当前主流技术方案通过机械扫描拼接来实现大视场成像，但受限于成像效果难以达到完美、样本制备工艺复杂等问题，特别是拼接重复、拼接失败以及厚样本、活体成像离焦等难题，严重制约了其在临床及更广泛领域的应用，同时特别依赖于高倍物镜、精密电控系统及高速相机等硬件，使得整机成本居高不下。

2020年，燕虎第一次接触到中科院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室前沿交叉研究中心主任潘安博士研究的计算光学技术。计算光学技术在生命科学研究、病理诊断、工业检测等多个领域展现出广泛的应用前景，尤其是构建并解译出高维度光场信息的突破，更是为生命科学领域带来了前所未有的机遇。

彼时，潘安博士正在设计一套基于半球形数字聚光镜照明的傅里叶叠层显微成像（FPM）系统，该系统结合傅里叶叠层算法与半球形数字聚光镜的独特设计，显著提升了显微成像数值孔径，这样系统能够捕获的细节就越多，成像分辨率也就越高。1.05的数值孔径也表明该FPM系统具有极高的光收集效率和成像清晰度，能够接近甚至达到油浸物镜的分辨率水平、视场、空间带宽积等性能指标。

基于FPM这一技术的产业化，团队经过多年市场研判和产品研发创办曦光仪器。团队内部也形成了高效的分工与合作模式：潘安博士作为首席科学家，专注于底层技术的深入研究与持续创新；首席产品顾问韩玉刚主任凭借其在中科院生物物理所及生命科学仪器公共平台管理、科学仪器设备验证评价中心等20余年从业经验，为FPM技术提供了丰富的应用场景和产品定位指导；而燕虎则担纲公司的整体运营与产品开发，助力生命科学研究取得更多重大突破。

“跨越光学显微镜分辨率的界限，融合大视场与超高空间分辨率于一体。”燕虎表示，FPM系统的精妙之处在于其类似传统光学显微镜的架构，但光源部分被革命性地替换为LED阵列。系统通过精密编排LED的点亮顺序，通过不同角度照明捕获样本更为丰富和全面的图像信息，融合相位恢复和孔径合成算法将数百张图像进行叠层重构，最终生成一幅既能超越物镜固有分辨率又能保持广阔视野的高分辨率图像。

在基础科研领域，曦光仪器通过研发“全景长时程无标记活细胞成像分析仪”，专为干细胞、微生物组学及空间组学等前沿研究量身定制。该仪器无需荧光标记，有效降低了光毒性和光漂白的风险，同时支持长时间、自动化的成像观测，能够连续数天到数年监测活细胞变化。

在医疗诊断领域，曦光仪器则聚焦于“快速超景深数字病理阅片仪”的研发，解决病理诊断尤其是术中病理面临的两大难题：冷冻切片厚薄不均匀以及全彩色数字成像时间紧迫，而FPM技术实现了300微米的超景深和近4秒的成像时间，为病理诊断带来了革命性突破。

此外，在工业检测领域，曦光仪器还与多家上市公司携手，共同推进超快速高内涵药物筛选系统的研发。联合申报科技部重大仪器专项，有望极大地提升药物筛选的效率与准确性，为医药研发注入新动能。

燕虎告诉动脉网，曦光仪器所面临的主要挑战是用户对于新技术、新产品的快速接受度。作为一项尚属新兴的技术，FPM在追求完美的道路上尚需时日，需要在实践中不断迭代，来克服早期可能存在的细节不足与成熟度问题。

他特别强调，曦光仪器的图像重构算法是与特定应用场景紧密匹配的，这意味着随着应用场景的多样化与样本特性的复杂化，算法的迭代优化和软件开发将成为持续进行的必要工作。在生命科学领域，样本类型的多样性，如病理切片、细胞培养及微孔板等对算法提出了更高要求，这也促使曦光针对不同样本开发个性化的算法及软件解决方案，以确保成像与分析的精准度。

从战略布局来看，曦光仪器正在采取分阶段推进的策略。”考虑到FPM技术的颠覆性优势，我们优先选择了科研场景作为切入点，满足生命科学和基础研究领域的个性化需求。“燕虎表示。同时，曦光仪器也积极拓展工业场景的应用潜力。

而在具体行动上，曦光仪器正紧锣密鼓地推进产品的开发与测试工作。燕虎透露，公司首款科研级产品预计将于2024年9月-10月面世，并已开始着手准备医疗器械Ⅱ类证的申报。此外，曦光仪器还通过试用样机收集科研及医疗团队的反馈，不断迭代产品性能，同时也计划于9月份进入高校和科研院所开展产品宣讲与推广，以进一步扩大市场影响力。